Bilim insanları ilk defa bir zebra balığına ait sinir hücrelerinin ayrıntılı atlasını oluşturdu. Bu özel balıkların kopan bir omuriliği nasıl tamamen iyileştirebildiğini gösteren atlas, insanlardaki omurilik zedelenmelerinde iyileştirme stratejilerinin nasıl geliştirilebileceğine yönelik ipuçları sağlayabilir. Bulgular, ağustos ayında Nature Communications bülteninde yayınlanan bir çalışmada aktarılıyor.
KÖK HÜCRELER YALNIZ DEĞİL
Populer Science Türkçe'de yer alan çalışmanın ayrıntılarına göre ufak ve şeffaf zebra balıkları, kopmuş bir omuriliği tamamen iyileştiren elit bir omurgalı grubuna ait. Bu grubun diğer üyeleri arasında semenderler, aksolotlar ve yılanbalığı benzeri bofa balıkları gibi kuyruklu yüzergezerler bulunuyor. İnsanlarda bir omurilik zedelenmesi hayatı tümüyle değiştirebiliyor ve kalıcı his ya da hareket kaybına sebep olabiliyor. Bunun bir sebebi de hasar gören nöronların her zaman ölmesi.
Bir zebra balığının omuriliği hasar gördüğünde, hasarlı nöronlar hücresel işlevlerini değiştirerek çarpıcı bir yanıt veriyor. İyileşmelerini mümkün kılan faaliyetleri yönetirken yeni ve merkezi bir rol üstleniyorlar. Bilim insanları zebra balığı nöronlarının omurilik hasarından canlı kurtulabildiğini bilse de yeni araştırma bunun nasıl olduğunu gösteriyor.
Kopan nöronların hayatta kalması ve uyum sağlayabilmesi, omuriliğin tamamen yeniden oluşması için bir zorunluluk. Bir diğer şaşırtıcı durum ise yeni nöronlar oluşturabilen ve genellikle yenilenmede merkezi rol oynadığı düşünülen kök hücrelerin burada daha tamamlayıcı bir rol oynaması. Burada hasar önleyen farklı bir nöron takımı başı çekiyor.
St. Louis – Washington Üniversitesi Tıp Fakültesinde çalışan makale yazarı ve gelişimsel biyolog Mayssa Mokalled, “İnsanlarda ulaşmaya çalıştığımız nöral onarımın tümü olmasa bile çoğunun zebra balıklarında doğal şekilde gerçekleştiğini keşfettik” diyor bir açıklamada:
“Yaptığımız şaşırtıcı gözlem, hasarın hemen sonrasında nöronsal açıdan kuvvetli koruma ve onarım mekanizmalarının gerçekleştiği yönündeydi.”
Araştırma takımı bu koruyucu mekanizmaların, ilk olarak nöronların hasardan sağ çıkmasına olanak sağladığını düşünüyor. Ardından ise bir “spontane plastisite” veya işlevlerinde esneklik sahneliyorlar. Bu durum zebra balıklarına tam iyileşme için gereken yeni nöronları tekrar oluşturması için zaman sağlıyor.
“Çalışmamızda, insanlar ve diğer memelilerde bu tip bir plastisiteyi teşvik etmeye yardımcı olacak genetik hedefler belirledik” diyor.
Yenilenmede görev alan çeşitli hücre tiplerinin evrimleşen rollerini detaylarıyla gösteren araştırma takımı, hasar gören nöronların esnekliği ve hasardan sonra hemen tekrar yeniden programlanma kabiliyetlerinin, bir omuriliğin tümüyle yeniden oluşması için gereken olay zincirini başlattığını keşfetmiş. Hasardan kurtulan nöronlar devre dışı kalırsa, yenileyici kök hücreler hâlâ orada olsalar bile balıklar normal yüzme kabiliyetlerini yeniden kazanmıyor.
TOKSİK NÖRONLAR
İnsanlar ve diğer memelilerde omuriliği meydana getiren uzun hat kesilir veya ezilirse, nöronları öldüren bir toksisite olayları zinciri başlıyor ve omurilik ortamı, onarım mekanizmalarına karşı toksik ve düşman hale geliyor. Bu nöronsal toksisite, insanlardaki omurilik zedelenmelerine tedavi uygulamak amacıyla kök hücrelerden faydalanma girişimlerinin neden çok iyi sonuç vermediğinin bazı sebeplerini açıklayabilir. Yeni makalede insanlardaki omurilik zedelenmelerini iyileştirmede uygulanacak yeni yöntemlerin kök hücrelerle yenilenmeye odaklanmak yerine, hasar gören nöronları ölmekten kurtarmakla başlaması gerektiği ileri sürülüyor.
“Diğer hücrelere bağlantıları olmayan nöronlar hayatta kalmıyor” diyor Mokalled ve devam ediyor:
“Zebra balıklarında kopan nöronların hasar stresinin üstesinden, esneklikleri sayesinde hasarın hemen sonrasında yeni bölgesel bağlantılar kurabilmeleri sayesinde gelebildiklerini düşünüyoruz. Araştırmamız, bunun zaman kazandıran ve nöronları ölümden koruyup, sistemin nöronsal devreyi korumasına olanak sağlarken ana omuriliği inşa eden ve yeniden oluşturan geçici bir mekanizma olduğunu akla getiriyor.”
Memeli nöronlarında bu iyileşme kapasitesinin mevcut olduğu ancak etkin olmadığını gösteren bazı bulgular var. Araştırma takımına göre yeni terapilere giden yol, bunların bulunması olabilir.
“Zebra balıklarındaki bu koruyucu süreci yöneten genleri belirlemenin, insanlardaki nöronları omurilik zedelenmelerinden sonra gördüğümüz hücre ölümü dalgalarından korumanın yollarını bulmamıza yardımcı olacağını ümit ediyoruz. Bu genlerin versiyonları insan genomunda da mevcut” diyor Mokalled.
Çalışmada nöronlara odaklanılmışsa da omurilik yenilenmesi son derece karmaşık bir süreç.
Gelecekteki çalışmalarda muhtemelen bu yeni hücre atlasına dalınıp, diğer hücre tiplerinin omurilik yenilenmesinde ne yaptığı anlaşılmaya çalışılacak. Araştırma takımı, omuriliğin yeniden oluşması sırasında bağışıklık hücrelerine ek olarak glia adı verilen ve nöronsal olmayan bazı hücre tiplerinin de neler yaptığına özel ilgi gösteriyor. Zebra balıklarındaki bulguların fare ve insanlardaki sinir dokularında gerçekleşen olaylarla karşılaştırıldığı çalışmalar da devam ediyor.